KR20230061172A - 배터리 관리 장치 및 그 방법 - Google Patents

배터리 관리 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230061172A
KR20230061172A KR1020210146132A KR20210146132A KR20230061172A KR 20230061172 A KR20230061172 A KR 20230061172A KR 1020210146132 A KR1020210146132 A KR 1020210146132A KR 20210146132 A KR20210146132 A KR 20210146132A KR 20230061172 A KR20230061172 A KR 20230061172A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
soc
battery cell
battery
management device
energy
Prior art date
Application number
KR1020210146132A
Other languages
English (en)
Inventor
안현철
조재성
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020210146132A priority Critical patent/KR20230061172A/ko
Publication of KR20230061172A publication Critical patent/KR20230061172A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G01R31/387—Determining ampere-hour charge capacity or SoC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 적어도 하나의 배터리 셀에 관한 특성 정보 및 로그 데이터를 획득하는 데이터 획득부 및 상기 특성 정보 및 상기 로그 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하고, 상기 에너지 증가분에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 잔존 용량을 측정하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

배터리 관리 장치 및 그 방법 {BATTERY MANAGEMENT DEVICE AND METHOD THEREOF}
본 문서에 개시된 실시예들은 배터리 관리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 이차 전지에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 종래의 Ni/Cd 배터리, Ni/MH 배터리 등과 최근의 리튬 이온 배터리를 모두 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬 이온 배터리는 종래의 Ni/Cd 배터리, Ni/MH 배터리 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다. 또한, 리튬 이온 배터리는 소형, 경량으로 제작할 수 있어서 이동 기기의 전원으로 사용되며, 최근에는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.
일반적으로 리튬 이온 배터리의 경우 전원 공급을 위해 다수의 배터리 셀들로 구현된다. 고품질, 고효율의 제품을 구현하기 위해서는 리튬 이온 배터리의 잔존 용량을 정확히 아는 것이 중요하다. 그러나, 다수 개의 배터리 셀은 화학적 차이, 물성적 차이, 노후화 정도의 차이 및 날씨 등으로 인하여 각각의 배터리 셀의 충방전 시간 및 충방전량 등에서 차이를 발생시킨다.
따라서, 각각의 배터리 셀의 잔존 용량을 정확하게 측정하는 문제가 최근 중요한 기술 문제로 대두하게 되었다.
본 문서에 개시된 실시예들의 일 목적은 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 이용하여 각각의 배터리 셀의 잔존 용량을 정확하게 측정할 수 있는 배터리 관리 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 문서에 개시된 실시예들의 일 목적은 각각의 배터리 셀의 잔존 용량을 정확하게 측정하여 배터리 셀이 포함된 배터리의 수명을 안정적으로 관리할 수 있는 배터리 관리 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 문서에 개시된 실시예들의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 적어도 하나의 배터리 셀에 관한 특성 정보 및 로그 데이터를 획득하는 데이터 획득부 및 상기 특성 정보 및 상기 로그 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하고, 상기 에너지 증가분에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 잔존 용량을 측정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 특성 정보는 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 용량 편차에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 용량 편차에 기반하여 상기 에너지 증가분을 연산할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 로그 데이터는 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 운영 SOC, 방전 깊이(depth of dischasge, DOD) 및 방전량 중 적어도 하나에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 운영 SOC가 상기 목표 SOC 보다 낮으면 상기 에너지 증가분을 연산할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 방전 깊이(depth of dischasge, DOD)의 간격 당 에너지 비율을 산출하고, 상기 산출된 에너지 비율에 기반하여 상기 에너지 증가분을 연산할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 운영 SOC가 지정된 값보다 높으면 상기 에너지 증가분을 연산할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 목표 SOC와 상기 운영 SOC간의 차이를 연산하고, 상기 연산된 결과 및 상기 방전량을 이용하여 상기 잔존 용랑을 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 잔존 용량을 이용하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀이 포함된 배터리의 잔존 용량을 측정할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법은 적어도 하나의 배터리 셀에 관한 특성 정보 및 로그 데이터를 획득하는 단계, 상기 특성 정보 및 상기 로그 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하는 단계, 및 상기 에너지 증가분에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 잔존 용량을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 특성 정보는 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 용량 편차에 관한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 특성 정보 및 상기 로그 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하는 단계는 상기 용량 편차에 기반하여 상기 에너지 증가분을 연산할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 로그 데이터는 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 운영 SOC, 방전 깊이(depth of dischasge, DOD) 및 방전량 중 적어도 하나에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 특성 정보 및 상기 로그 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하는 단계는 상기 운영 SOC가 상기 목표 SOC 보다 낮으면 상기 에너지 증가분을 연산할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 특성 정보 및 상기 로그 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하는 단계는 상기 방전 깊이(depth of dischasge, DOD)의 간격 당 에너지 비율을 산출하고, 상기 산출된 에너지 비율에 기반하여 상기 에너지 증가분을 연산할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 특성 정보 및 상기 로그 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하는 단계는 상기 운영 SOC가 지정된 값보다 높으면 상기 에너지 증가분을 연산할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 특성 정보 및 상기 로그 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하는 단계는 상기 목표 SOC와 상기 운영 SOC간의 차이를 연산하고, 상기 에너지 증가분에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 잔존 용량을 측정하는 단계는 상기 연산된 결과 및 상기 방전량을 이용하여 상기 잔존 용랑을 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 관리 장치의 동작 방법은 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 잔존 용량을 이용하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀이 포함된 배터리의 잔존 용량을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 실시예들에 따른 배터리 관리 장치 및 그 방법은 각각의 배터리 셀의 잔존 용량을 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시된 실시예들에 따른 배터리 관리 장치 및 그 방법은 각각의 배터리 셀의 잔존 용량을 정확하게 측정하여 배터리 셀이 포함된 배터리의 수명을 안정적으로 관리할 수 있다.
본 문서에 개시된 실시예들에 따른 배터리 관리 장치는 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 이용하여 각각의 베터리 셀의 잔존 용량을 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 본 문서에 개시된 다른 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템을 보여주는 도면이다.
이하, 본 문서에 개시된 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 문서에 개시된 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 문서에 개시된 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 문서에 개시된 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 1를 참조하면, 배터리 관리 시스템(1000)은 배터리 관리 장치(100) 등을 포함하도록 구성될 수 있다. 단, 이는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예일 뿐이며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 추가되거나 삭제될 수 있음은 물론이다. 또한, 도 1에 도시된 배터리 관리 시스템(1000)의 각각의 구성 요소들은 기능적으로 구분되는 기능 요소들을 나타낸 것으로서, 복수의 구성 요소가 실제 물리적 환경에서는 서로 통합되는 형태로 구현될 수도 있음에 유의한다.
배터리 관리 시스템(1000)에서, 배터리 관리 장치(100)는 다수의 배터리 셀(10, 20, 30)에 대한 잔존 용량을 측정하여 사용자에게 제공함으로써, 사용자에게 배터리 관리 서비스를 제공할 수 있는 컴퓨팅 장치이다. 여기서, 컴퓨팅 장치는, 노트북, 데스크톱(desktop), 랩탑(laptop) 등이 될 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니며 컴퓨팅 기능 및 통신 기능이 구비된 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 다만, 다수의 사용자에게 배터리 관리 서비스를 제공하는 경우라면, 배터리 관리 장치(100)는 고성능의 서버 컴퓨팅 장치로 구현되는 것이 바람직할 수 있다.
배터리 관리 장치(100)는 배터리 셀(10, 20, 30)로부터 다양한 데이터들을 획득할 수 있다. 실시예에 따라, 획득되는 다양한 데이터들은 배터리 관리 장치(100)가 각각의 배터리 셀(10, 20, 30)의 잔존 용량을 측정하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 장치(100)는 적어도 하나의 배터리 셀(10, 20, 30)로부터 특성 정보 및 로그 데이터를 획득할 수 있다.
특성 정보란, 각 배터리 셀이 가지고 있는 특성에 관한 정보를 의미할 수 있다. 특성 정보는 배터리 셀의 용량 편차에 관한 정보를 포함할 수 있다. 로그 데이터란, 각 배터리 셀의 운영에 따른 데이터를 의미할 수 있다. 로그 데이터는 운영 SOC(State of Charge), 방전 깊이(depth of dischasge, DOD) 및 방전량 중 적어도 하나에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 배터리 관리 장치(100)는 다양한 유선 또는 무선 네트워크를 통해 배터리 셀(10, 20, 30)에 대한 특성 정보 및 로그 데이터를 획득할 수 있다.
배터리 관리 장치(100)는 획득된 특성 정보 및 로그 데이터를 이용하여 각각의 배터리 셀(10, 20, 30)의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하고, 연산된 에너지 증가분에 기초하여 각각의 배터리 셀(10, 20, 30)의 잔존 용량을 측정할 수 있다.
배터리 관리 장치(100)는 측정된 각각의 배터리 셀(10, 20, 30)의 잔존 용량을 이용하여 배터리 셀(10, 20, 30)이 포함된 배터리의 잔존 용량을 측정할 수 있다.
배터리 관리 시스템(1000)에서, 사용자 단말(300)은 배터리 관리 서비스를 제공받는 사용자의 단말이다. 배터리 관리 장치(100)는 사용자 단말(300)을 통해 각각의 배터리 셀(10, 20, 30)의 특성 정보, 로그 데이터 및 잔존 용량을 표시할 있다.
배터리 관리 시스템(1000)의 구성 요소들은 네트워크를 통해 통신할 수 있다. 여기서, 네트워크는 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN), 이동 통신망(mobile radio communication network), Wibro(Wireless Broadband Internet) 등과 같은 모든 종류의 유/무선 네트워크로 구현될 수 있다.
지금까지 도 1를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템(1000)에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 구성 및 동작에 대하여 도 2 내지 도 5을 이용하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 문서의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 보여주는 블록도이다. 도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 배터리 관리 장치(100)는 데이터 획득부(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다.
데이터 획득부(110)는 적어도 하나의 배터리 셀(10, 20, 30)에 관한 특성 정보 및 로그 데이터를 획득할 수 있다. 실시예에 따라, 데이터 획득부(110)는 적어도 하나의 배터리 셀(10, 20, 30)의 용량 편차를 포함한 특성 정보를 획득할 수 있다.
실시예에 따라, 데이터 획득부(110)는 운영 SOC(State of Charge), 방전 깊이(depth of dischasge, DOD) 및 방전량 중 적어도 하나를 포함한 로그 데이터를 획득할 수 있다. 데이터 획득부(100)는 배터리 셀(10, 20, 30)로부터 특정 정보 및 로그 데이터를 획득할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따라, 데이터 획득부(110)는 지정된 시간에 적어도 하나의 배터리 셀(10, 20, 30)에 관한 특성 정보 및 로그 데이터를 획득할 수 있다. 데이터 획득부(110)가 지정된 시간에 특성 정보 및 로그 데이터를 획득함으로써, 배터리 셀(10, 20, 30)을 일정한 주기를 가지고 관리할 수 있다.
데이터 획득부(110)는 획득된 특성 정보 및 로그 데이터를 프로세서(120)에 전달할 수 있다.
프로세서(120)는 특성 정보 및 로그 데이터에 기초하여 각각의 배터리 셀(10, 20, 30)의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산할 수 있다.
실시예에 따라, 프로세서(120)는 운영 SOC가 목표 SOC 보다 낮으면 에너지 증가분을 연산할 수 있다. 프로세서(120)가 운영 SOC가 목표 SOC 보다 낮은 경우 에너지 증가분을 연산함으로써, 날씨 등의 영향으로 목표 SOC만큼 충전하지 못하고 방전된 날에 대하여만 에너지 증가분을 연산하여 효율을 높일 수 있다.
실시예에 따라, 프로세서(120)는 방전 깊이(depth of dischasge, DOD)의 간격 당 에너지 비율을 산출하고, 산출된 에너지 비율에 기반하여 에너지 증가분을 연산할 수 있다. 프로세서(120)가 방전 깊이의 간격을 세분화 할수록 연산된 에너지 증가분의 정확도가 높아질 수 있다.
실시예에 따라, 프로세서(120)는 운영 SOC가 지정된 값보다 높으면 에너지 증가분을 연산할 수 있다. 배터리 셀은 SOC 값이 낮은 구간보다 높은 구간에서 에너지 량이 더 많은 특성이 있으므로, 프로세서(120)가 운영 SOC가 지정된 값보다 높은 경우에만 에너지 증가분을 연산함으로써, 연산 효율을 높일 수 있다.
도 3을 참조하여 자세히 설명하도록 한다. 도 3을 참조하면, 방전 깊이 5%당 에너지 비율을 산출할 경우, SOC의 값이 높을수록 더 많은 에너지 량을 산출할 수 있다. 또한, SOC의 값이 A 보다 높은 범위에서는 추가 용량이 발생할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(120)는 배터리 셀(10, 20, 30)의 운영 SOC가 지정된 값(A)보다 높으면 에너지 증가분을 연산할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 프로세서(120)는 에너지 증가분에 기초하여 배터리 셀(10, 20, 30) 각각의 잔존 용량을 측정할 수 있다.
실시예에 따라, 프로세서(120)는 목표 SOC와 운영 SOC간의 차이를 연산하고, 연산된 결과 및 방전량을 이용하여 배터리 셀(10, 20, 30)의 잔존 용랑을 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 목표 SOC와 운영 SOC간의 차이에 방전량을 곱한 결과 값을 이용하여 배터리 셀(10, 20, 30)의 잔존 용랑을 측정할 수 있다.
실시예에 따라, 프로세서(120)는 에너지 증가분에 가중치를 주어, 적어도 하나의 배터리 셀(10, 20, 30)의 잔존 용량을 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 적어도 하나의 배터리 셀(10, 20, 30)의 특성 정보에 기반하여 에너지 증가분에 가중치를 줄 수 있다.
프로세서(120)는 측정된 배러리 셀(10, 20, 30)의 잔존 용량을 이용하여 배러리 셀(10, 20, 30)이 포함된 배터리의 잔존 용량을 측정할 수 있다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법은 적어도 하나의 배터리 셀에 관한 특성 정보 및 로그 데이터를 획득하는 단계(S110), 특성 정보 및 로그 데이터에 기초하여 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC에 대한 에너지 증가분을 연산하는 단계(S120), 에너지 증가분에 기초하여 적어도 하나의 배터리 셀의 잔존 용량을 측정하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.
이하에서 S110 단계 내지 S130 단계가 도 1 및 도 2를 참조하여 구체적으로 설명된다.
S110 단계에서, 데이터 획득부(110)는 적어도 하나의 배터리 셀(10, 20, 30)에 관한 특성 정보 및 로그 데이터를 획득할 수 있다. 데이터 획득부(110)는 적어도 하나의 배터리 셀(10, 20, 30)의 용량 편차에 대한 정보 및 운영 SOC, 방전 깊이(depth of dischasge, DOD) 및 방전량 중 적어도 하나에 대한 데이터를 획득할 수 있다. 데이터 획득부(100)는 배터리 셀(10, 20, 30)로부터 특정 정보 및 로그 데이터를 획득할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
S120 단계에서, 프로세서(120)는 특성 정보 및 로그 데이터에 기초하여 적어도 하나의 배터리 셀(10, 20, 30)의 목표 SOC에 대한 에너지 증가분을 연산할 수 있다.
실시예에 따라, 프로세서(120)는 운영 SOC가 목표 SOC 보다 낮으면 에너지 증가분을 연산할 수 있다. 프로세서(120)가 운영 SOC가 목표 SOC 보다 낮은 경우 에너지 증가분을 연산함으로써, 날씨 등의 영향으로 목표 SOC만큼 충전하지 못하고 방전된 날에 대하여만 에너지 증가분을 연산하여 효율을 높일 수 있다.
실시예에 따라, 프로세서(120)는 방전 깊이(depth of dischasge, DOD)의 간격 당 에너지 비율을 산출하고, 산출된 에너지 비율에 기반하여 에너지 증가분을 연산할 수 있다. 프로세서(120)가 방전 깊이의 간격을 세분화 할수록 연산된 에너지 증가분의 정확도가 높아질 수 있다.
실시예에 따라, 프로세서(120)는 운영 SOC가 지정된 값보다 높으면 에너지 증가분을 연산할 수 있다. 배터리 셀은 SOC 값이 낮은 구간보다 높은 구간에서 에너지 량이 더 많은 특성이 있으므로, 프로세서(120)가 운영 SOC가 지정된 값보다 높은 경우에만 에너지 증가분을 연산함으로써, 연산 효율을 높일 수 있다.
단계 S130에서, 프로세서(120)는 에너지 증가분에 기초하여 적어도 하나의 배터리 셀(10, 20, 30)의 잔존 용량을 측정할 수 있다.
실시예에 따라, 프로세서(120)는 목표 SOC와 운영 SOC간의 차이를 연산하고, 연산된 결과 및 방전량을 이용하여 배터리 셀(10, 20, 30)의 잔존 용랑을 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 목표 SOC와 운영 SOC간의 차이에 방전량을 곱한 결과 값을 이용하여 배터리 셀(10, 20, 30)의 잔존 용랑을 측정할 수 있다.
실시예에 따라, 프로세서(120)는 에너지 증가분에 가중치를 주어, 적어도 하나의 배터리 셀(10, 20, 30)의 잔존 용량을 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 적어도 하나의 배터리 셀(10, 20, 30)의 특성 정보에 기반하여 에너지 증가분에 가중치를 줄 수 있다.
프로세서(120)는 측정된 배터리 셀(10, 20, 30)의 잔존 용량을 이용하여 배터리 셀(10, 20, 30)이 포함된 배터리의 잔존 용량을 측정할 수 있다.
도 5는 본 문서에 개시된 다른 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템을 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템(200)은 MCU(210), 메모리(220), 입출력 I/F(230) 및 통신 I/F(240)를 포함할 수 있다.
MCU(210)는 메모리(220)에 저장되어 있는 각종 프로그램(예를 들면, 에너지 증가분 연산 프로그램, 잔존 용량 측정 프로그램 등)을 실행시키고, 이러한 프로그램들을 통해 복수의 배터리 셀의 SOC, SOH 등을 포함한 각종 데이터를 처리하며, 전술한 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명한 배터리 관리 장치(100)의 기능들을 수행하도록 하는 프로세서 또는 도 4를 참조하여 설명한 배터리 관리 방법을 실행하는 프로세서일 수 있다.
메모리(220)는 배터리 셀의 에너지 증가분 연산과 잔존 용량 측정 에 관한 각종 프로그램을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(220)는 배터리 셀 각각의 SOC 데이터, 로그 데이터 등 각종 데이터를 저장할 수 있다.
이러한 메모리(220)는 필요에 따라서 복수 개 마련될 수도 있을 것이다. 메모리(220)는 휘발성 메모리일 수도 있으며 비휘발성 메모리일 수 있다. 휘발성 메모리로서의 메모리(220)는 RAM, DRAM, SRAM 등이 사용될 수 있다. 비휘발성 메모리로서의 메모리(220)는 ROM, PROM, EAROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 등이 사용될 수 있다. 열거한 메모리(220)들의 예는 단지 예시일 뿐이며 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
입출력 I/F(230)는, 키보드, 마우스, 터치 패널 등의 입력 장치(미도시)와 디스플레이(미도시) 등의 출력 장치와 MCU(210) 사이를 연결하여 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공할 수 있다.
통신 I/F(230)는 서버와 각종 데이터를 송수신할 수 있는 구성으로서, 유선 또는 무선 통신을 지원할 수 있는 각종 장치일 수 있다. 예를 들면, 통신 I/F(230)를 통해 별도로 마련된 외부 서버로부터 배터리 셀의 에너지 증가분 산출이나 잔존 용량 측정을 위한 프로그램이나 각종 데이터 등을 송수신할 수 있다.
이와 같이, 본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 관리 방법은 메모리(220)에 기록되고, MCU(210)에 의해 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 문서에 개시된 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 문서에 개시된 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 문서에 개시된 실시예들은 본 문서에 개시된 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 문서에 개시된 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 문서에 개시된 기술 사상의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 문서의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 적어도 하나의 배터리 셀에 관한 특성 정보 및 로그 데이터를 획득하는 데이터 획득부; 및
    상기 특성 정보 및 상기 로그 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하고, 상기 에너지 증가분에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 잔존 용량을 측정하는 프로세서를 포함하는 배터리 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 특성 정보는 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 용량 편차에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 용량 편차에 기반하여 상기 에너지 증가분을 연산하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 로그 데이터는 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 운영 SOC, 방전 깊이(depth of dischasge, DOD) 및 방전량 중 적어도 하나에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 운영 SOC가 상기 목표 SOC 보다 낮으면 상기 에너지 증가분을 연산하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 방전 깊이(depth of dischasge, DOD)의 간격 당 에너지 비율을 산출하고, 상기 산출된 에너지 비율에 기반하여 상기 에너지 증가분을 연산하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 운영 SOC가 지정된 값보다 높으면 상기 에너지 증가분을 연산하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 목표 SOC와 상기 운영 SOC간의 차이를 연산하고, 상기 연산된 결과 및 상기 방전량을 이용하여 상기 잔존 용랑을 측정하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 잔존 용량을 이용하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀이 포함된 배터리의 잔존 용량을 측정하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  10. 적어도 하나의 배터리 셀에 관한 특성 정보 및 로그 데이터를 획득하는 단계;
    상기 특성 정보 및 상기 로그 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하는 단계; 및
    상기 에너지 증가분에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 잔존 용량을 측정하는 단계를 포함하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 특성 정보는 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 용량 편차에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 특성 정보 및 상기 로그 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하는 단계는 상기 용량 편차에 기반하여 상기 에너지 증가분을 연산하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 로그 데이터는 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 운영 SOC, 방전 깊이(depth of dischasge, DOD) 및 방전량 중 적어도 하나에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 특성 정보 및 상기 로그 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하는 단계는 상기 운영 SOC가 상기 목표 SOC 보다 낮으면 상기 에너지 증가분을 연산하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 특성 정보 및 상기 로그 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하는 단계는 상기 방전 깊이(depth of dischasge, DOD)의 간격 당 에너지 비율을 산출하고, 상기 산출된 에너지 비율에 기반하여 상기 에너지 증가분을 연산하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 특성 정보 및 상기 로그 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하는 단계는 상기 운영 SOC가 지정된 값보다 높으면 상기 에너지 증가분을 연산하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 특성 정보 및 상기 로그 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 목표 SOC(State of Charge)에 대한 에너지 증가분을 연산하는 단계는 상기 목표 SOC와 상기 운영 SOC간의 차이를 연산하고, 상기 에너지 증가분에 기초하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 잔존 용량을 측정하는 단계는 상기 연산된 결과 및 상기 방전량을 이용하여 상기 잔존 용랑을 측정하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 배터리 셀의 잔존 용량을 이용하여 상기 적어도 하나의 배터리 셀이 포함된 배터리의 잔존 용량을 측정하는 단계를 더 포함하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
KR1020210146132A 2021-10-28 2021-10-28 배터리 관리 장치 및 그 방법 KR20230061172A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210146132A KR20230061172A (ko) 2021-10-28 2021-10-28 배터리 관리 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210146132A KR20230061172A (ko) 2021-10-28 2021-10-28 배터리 관리 장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230061172A true KR20230061172A (ko) 2023-05-08

Family

ID=86381588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210146132A KR20230061172A (ko) 2021-10-28 2021-10-28 배터리 관리 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230061172A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108574317B (zh) 充放电控制装置以及蓄电系统
Xiong et al. Extended Kalman filter method for state of charge estimation of vanadium redox flow battery using thermal-dependent electrical model
CN107819339B (zh) 充电模式制作装置、充电控制装置、充电模式制作方法及蓄电系统
EP3896818A1 (en) Battery charging method and device
JP6784351B2 (ja) バッテリーセルの性能をテストするための装置及び方法
Gomadam et al. Mathematical modeling of lithium-ion and nickel battery systems
US8264202B2 (en) Method and apparatus for determining state of charge of a battery using an open-circuit voltage
US10539621B2 (en) Method and apparatus for identifying a battery model
CN111142030B (zh) 用于内短路电流检测方法、装置、设备及可读存储介质
US10511050B1 (en) Battery state of health estimation by tracking electrode and cyclable lithium capacities
US10338144B2 (en) Calculation apparatus and calculation method
KR102547312B1 (ko) 군용 배터리 수명 예측 장치 및 방법
US11619674B2 (en) State estimation method and state estimation apparatus
KR20120075754A (ko) 2차 전지의 잔존용량 연산 방법 및 장치
CN112034368A (zh) 一种电池容量的定标方法及装置
US20100063755A1 (en) Methods and systems for auto-calibrated power metering in portable information handling systems
KR20230061172A (ko) 배터리 관리 장치 및 그 방법
CN112034369A (zh) 一种电池容量的确定方法及装置
Miftahullatif et al. Novel state-of-health prediction method for lithium-ion batteries in battery storage system by using voltage variation at rest period after discharge
KR20230055203A (ko) 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치 및 수명 예측 장치
CN112904217B (zh) 一种确定电池电芯的日历模型的方法
EP4231026A1 (en) Battery management device and method
US11843095B2 (en) Secondary battery management device, secondary battery management method, and non-transitory computer readable storage medium
CN113075550A (zh) 获取电动势曲线的方法、装置、介质及电子设备
Camas-Náfate et al. Optimizing Lithium-Ion Battery Modeling: A Comparative Analysis of PSO and GWO Algorithms

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination